(57)【要約】【課題】従来の消音装置は、排気を消音装置の内壁に衝突させ乱流を発生させる作用や反射波相互の干渉の作用により減衰させるので、内燃機関の回転数が高くなると背圧が増加する事により排気の抵抗が高くなり内燃機関の出力を低下させていた。【解決手段】円筒状膨張室の外周に沿って帯状に配置された排気導入口と1箇所又は複数の排気導入口を設け、最適化された円筒状膨張室口径と排出部を円筒状膨張室内の中心軸方向に配置する事により内燃機関の出力を向上しつつ騒音をいっそう減衰させる消音装置を提供することが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関からの排気が消音装置の円筒状膨張室の外周壁に沿って帯状に配置された排気導入口を設けて排気の圧力波が外周壁に沿って周回するように排気を導入する事を特徴とする消音装置。
【請求項２】
円筒状膨張室に帯状に配置された排気導入口内部に内燃機関の排気周期と同調させるように１箇所又は複数の排気導入口を設けて排気の圧力波が外周壁に沿って周回するように排気を導入させることを特徴とする消音装置。
【請求項３】
円筒状膨張室の口径を内燃機関の排気周期と同調させるような口径に同期させる事を特徴とする消音装置。
【請求項４】
排出口を、円筒状膨張室内の中心軸方向に配置し１箇所又は複数の排気導入孔を設けたことを特徴とする請求項１又は２、３に記載の消音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気導出口に装着する事により排気騒音を減少させるために装着される消音装置に関するもので、排気の騒音を低減させるだけでなく、効率よく排気を促進させる事によりにより内燃機関の出力を向上させる事を特徴とする内燃機関用の消音装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の消音装置の構造を図３、図４に示す。ここで図３は、従来の消音装置の概略断面図である。また図４は、従来の消音装置の概略側面図を示す。
【０００３】
排気導入口８から導入された高温高圧の排気は、円筒状膨張室９で膨張し低温低圧のガスへと変化する。この時に内燃機関特有の排気騒音が発生するが、円筒状膨張室９内で発生したこの騒音を膨張室管壁に衝突させ発生した乱流による抵抗効果や反射による干渉効果などにより減衰させながら小口径の排出口１０より大気中に放出する。
【０００４】
このように消音装置の構成要素としては、内燃機関より排気を導入する導入口８と、排気の騒音を減衰させる円筒状膨張室９及び騒音の減衰した排気を大気中に放出する小口径の排出口１０より構成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の消音装置は、排気騒音を減衰させようとして排気を内壁に衝突させ乱流を発生させる事や反射波が相互にぶつかり合うように導入口８を設けて干渉・吸収により減衰させるので、内燃機関の回転数が高回転になるほど排気の流れが悪くなり膨張室内部に大きな背圧を生じ内燃機関の出力を減少させてしまう。また、十分な消音効果を得ようとして排出口１０の口径を小さくすると背圧の増加を助長し内燃機関の出力がさらに低下してゆくという問題点があった。ゆえに従来の消音装置は、使用条件に合わせて排気騒音か内燃機関の出力のどちらかを犠牲にしてバランスをとりながら使用するという状況を強いられていた。また別途に複雑な共鳴室や吸音材を付加した構造のものも一部採用されているが、製造コストの増加ばかりでなく形状の大型化や重量増加等の使用条件への負担が増大してしまう。これゆえ本発明が解決しようとする課題は、簡略な構造であるにもかかわらず、排気騒音を低減しながら内燃機関の出力を向上させる消音装置を開発する事を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
消音装置の円筒状膨張室の外周壁に沿って帯状に配置されかつ片方の導入口端を終端構造とした排気導入口を具備した消音構造により、排気がこの外周壁に沿って周回するように導入される事により排気の圧力波が排気導入口内を周回しながら反射および干渉しながら進行しつつ円筒状膨張室内部に向かうため、低音域部の排気の騒音を大幅に減衰させつつ排気を効率良く膨張室内部に導入することができる。
【０００７】
円筒状膨張室に帯状に配置された排気導入口内部に内燃機関の排気周期と同調させるように１箇所又は複数の排気導入口を設けて排気の圧力波が外周壁に沿って周回するように排気を導入させるため、１箇所又は複数の排気導入孔を設けて任意のタイミングで内燃機関より放出される排気の圧力波の排出サイクルの周期に同期させることが可能となり、従来よりも非常に幅の広い回転域の条件下でも内燃機関の排気効率を向上させしめ、内燃機関の非常にスムーズな回転と大幅な出力の向上を図ることが可能となる。
【０００８】
円筒状膨張室の口径は、円筒状膨張室の円筒の内壁に沿って排気の圧力波が周回する周期と内燃機関より放出される排気の圧力波の排出サイクルの周期に同期させるような口径に設定することにより、相互に干渉させ打ち消す作用により高音域までの騒音を一層減衰させる事が可能となる。
【０００９】
排出口を、円筒状膨張室内の中心軸方向に配置し１箇所以上の複数の孔を設けた構造とする事により、周回する排気の回転流を乱す事なく効果的に整流しながら排気放出孔へと導出しかつ干渉による騒音の減衰作用をより増長させる事ができ、内燃機関の出力を大幅に向上させながら騒音低減効果をももたらす事が可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による消音装置の効果を確認するために、２２ＣＣの２サイクル内燃機関が搭載された産業用の無線操縦無人ヘリコプターに装着し、従来型消音装置と同一条件にて消音装置搭載後のヘリコプター総重量及び最大負荷荷重（ペイロード）、さらに６ｍの後方位置の距離での最大負荷荷重時の騒音レベルを比較した。結果として従来の標準消音装置の消音装置搭載後の総重量は、６．７８Ｋｇ（消音装置の自重は３２０ｇである）に対し本発明による消音装置の総重量は、６．７７Ｋｇ（消音装置の自重はほぼ３１０ｇである）と軽量化されているにもかかわらず、従来の標準消音装置の最大負荷荷重は５．７ｋｇであったのに対して本発明による消音装置による最大負荷荷重は８．５ｋｇと約４０％以上の出力改善効果が確認された。
また最大負荷荷重時の騒音は、従来の標準消音装置では８４．５ｄＢに対し本消音装置では７７．４ｄＢとこれも改善がなされている事が確認された。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施例を示す概略断面図である。また図２は、本発明の実施例を示す概略側面図を示す。ここで排気導入口１は円筒状膨張室３の外周に沿って帯状に配置されている。また、排気導入口１内には、円筒状膨張室３内に回転流を生じさせる排気導入孔４が設けられている。これにより、乱流発生を抑制したスムーズな排気流が円筒状膨張室３内に到達する事になり排気の騒音を低減しつつ余分な背圧を生じない。また、排気導入孔４がある間隔を保って排気導入口１内に設置されているため、円筒の内部にて回転流が乱流となる事を抑制しつつ内燃機関より放出される排気の圧力波の排出サイクルの周期に同期させることが可能となり効果的な排気が行われる。またまた円筒状膨張室３内の中心軸方向に排出口６が設置されさらに安定した回転慣性流を生じさせながら排気を大気中に放出可能となる。これにより内燃機関出力を一層向上させる事が可能となる。一方、円筒状膨張室３の円筒の内周は、排気の圧力波が内壁に沿って周回する周期と内燃機関より放出される排気の圧力波の排出サイクルの周期に同調させ相互に干渉し打ち消すような口径に設定されており、騒音の減衰作用を一層増長させる事が可能となる。
【実施例】
【００１２】
本発明の他の実施例としては、図１に示す排気導入口１を内燃機関の形状や必要に応じて前後どちらかの端側に移動した任意の位置に設置したり、また排気導入孔４の数や孔のサイズは、使用するシステムに応じて増減できる構造としたり、スリット状の線形のものであっても良い。
【００１３】
本発明の他の実施例としては、図１に示す排気導入口１の断面形状を四角形の形状以外に多角形や円や楕円状のパイプにしてもよい。
【００１４】
本発明の他の実施例としては、図１示す排気導入口１と円筒状膨張室３の円筒側面との取り付け角度を垂直以外の任意の角度に設定しても良い。また円筒状膨張室３内に回転流をスムーズに生じさせるように導入する排気導入口１の入射角度を可変できるものとし最適な角度を使用構造に合わせて設定できるフレキシブルな構造としても良い。
【００１５】
円筒状膨張室３の円筒の内周は、排気の圧力波が内壁に沿って周回する周期と内燃機関より放出される排気の排出サイクルの周期に同調させ相互に干渉し打ち消すように設定されるが、使用するシステムの取り付け位置等に合わせて相互に干渉し打ち消すような内燃機関の排出サイクルの周期のＮ倍又はＮ分の１倍（Ｎは整数）の大きさの口径に任意に設定しても良い。
【００１６】
本発明の他の実施例としては、図１に示す排出口６の口径や長さや肉厚形状や排気放出孔５の口径や数量を必要に応じて最適化し、また排出口６の形状を円筒状の形状以外の角柱状の形状や多角形や楕円状のものにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の消音装置の一実施例を示す概略断面図。
【図２】本発明の消音装置の一実施例を示す概略側面図。
【図３】従来型消音装置の一実施例を示す概略断面図。
【図４】従来型消音装置の一実施例を示す概略側面図。
【符号の説明】
【００１８】
１、排気導入口
２、端壁
３、円筒状膨張室
４、排気導入孔
５、排気放出孔
６、排出口
７、端壁 
８、排気導入口
９、円筒状膨張室
１０、排出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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